圆底球形组合肋壳连续化分析方法

圆底球形组合肋壳由U型截面组合肋和上部钢筋混凝土薄壳共同组成,能克服普通钢筋混凝土薄壳施工中支模拆模的复杂工序,整个结构具有施工简便、工程成本低廉、受力优越等特点.本文基于连续化理论,将组合肋壳中组合肋部分处理成正交各向异性薄壳,与上面钢筋混凝土薄壳构成具有协同工作的双层壳,按照弹性小挠度薄壳理论,建立组合肋壳位移法基本方程式,引入应力函数,推导出混合法基本方程式,并分别给出上层钢筋混凝土薄壳和下层组合肋网薄膜刚度矩阵、弯曲刚度矩阵以及考虑组合肋与钢筋混凝土薄壳间偏心的耦合矩阵具体表达式.最后,以40m跨圆底球形正交组合肋壳为例,将理论分析与有限单元法结果进行比较.研究表明:连续化分析能宏观地了解结构的力学性能,可用于组合肋壳结构的初步设计,为组合壳体类结构理论研究提供参考.

球面组合肋壳力学性能研究

组合肋壳是由组合肋与钢筋混凝土薄壳共同组成的一种新型大跨度空间组合壳体结构,为研究静力荷载下整体结构静力响应、破坏过程与失效机理,进行1∶10球面组合肋壳静力加载试验.通过跟踪整个加载过程,得到组合肋壳裂缝发展、结构最终破坏形态和最大变形点荷载位移曲线等静力性能指标,分析结构内力传递路径、承载能力及破坏机理.研究表明:组合肋壳具有较高的承载能力,良好抗倒塌能力;组合肋主要承受轴向力,钢筋混凝土薄壳以薄膜内力为主,在靠近圈梁区域弯矩逐渐增大;荷载通过壳面首先传向正交的两根主肋,再由主肋所连接的次肋向圈梁传递;随着荷载增大,加载点附近出现塌陷区,结构发生局部强度破坏.最后利用有限元软件对组合肋壳进行数值分析,结果与试验吻合.